SU1740948A1

SU1740948A1 - Heat exchanger

Info

Publication number: SU1740948A1
Application number: SU894744292A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Мазаев; Владимир Андреевич Кротов; Владимир Емельянович Позняк
Original assignee: Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностроения им.40-летия Октября
Priority date: 1989-10-02
Filing date: 1989-10-02
Publication date: 1992-06-15

Description

снижени массогабаритных характеристик устройства.reducing the weight and size characteristics of the device.

Известен пластинчато-ребристый теплообменник , содержащий теплообменный пакет, выполненный из чередующихс пло- ских листов и гофрированной насадки с образованием каналов дл рабочих сред.A plate-fin heat exchanger is known, which contains a heat exchange bag made of alternating flat sheets and a corrugated packing to form channels for working media.

Наиболее близким к предлагаемому вл етс теплообменник, вз тый за прототип, содержащий расположенный в корпус па- кет пластин, чередующихс с насадками, имеющими продольные гофры и установленных с образованием каналов дл тепло- обменных сред.The closest to the present invention is a heat exchanger, taken as a prototype, which contains a package of plates located in the body alternating with nozzles having longitudinal corrugations and installed to form channels for heat exchanging media.

Недостатком известного теплообмен- ника вл етс недостаточна эффективность теплообмена и большие габариты, при использовании его в качестве конденсатора-испарител .A disadvantage of the known heat exchanger is the insufficient heat exchange efficiency and large size, when used as a condenser-evaporator.

Целью изобретени вл етс интен-си- фикаци теплообмена и снижение массогабаритных характеристик.The aim of the invention is to intensively heat exchange and reduce weight and size characteristics.

На фиг.1 схематично изображен предлагаемый теплообменник; на фиг.2 - тепло- обменный канал пакета; на фиг.З - теплообменник, сечение.1 schematically shows the proposed heat exchanger; figure 2 - heat exchange channel package; on fig.Z - heat exchanger, section.

Теплообменник включает корпус 1 с наклонно расположенным в нем теплообмен- ным пакетом 2, с коллекторами подачи 3 и вывода 4 теплоносител и со штуцерами ввода 5 и вывода 6 испар емой среды. Пакет 2 выполнен из вертикально установленных плоских листов 7 и гофрированной насадки 8, чередующихс между собой и образующих вертикальные каналы 9 дл первой ере- ды и каналов 10 дл второй среды.The heat exchanger includes a housing 1 with a heat exchanging bag 2 inclined in it, with supply headers 3 and output 4 of the heat transfer fluid and with nozzles of input 5 and output 6 of the evaporating medium. Package 2 is made of vertically mounted flat sheets 7 and a corrugated nozzle 8 alternating with each other and forming vertical channels 9 for the first floor and channels 10 for the second medium.

С торцов каналы герметизируютс брусками 11. Гофры насадки 8 прилегают к листам 7, а на боковых поверхност х гофров насадки выполнены дополнительно попе- речные гофры 12 треугольной формы,At the ends, the channels are sealed with bars 11. The corrugations of the nozzle 8 are adjacent to the sheets 7, and on the side surfaces of the corrugations of the nozzle, additional transverse corrugations 12 are triangular in shape,

Теплообменник работает следующим образом.The heat exchanger operates as follows.

Жидка рабоча среда подаетс через штуцер 5 в корпус 1, поступает в каналы 10, где испар етс и через штуцер 6 выводитс из теплообменника. Теплоноситель через коллектор 3.подаетс в каналы 9, конденсируетс и из патрубка 4 выводитс из аппарата .Liquid working medium is supplied through the nozzle 5 into the housing 1, enters the channels 10, where it is evaporated and through the nozzle 6 is removed from the heat exchanger. The coolant through the collector 3. is fed into the channels 9, condenses and out of the pipe 4 is removed from the apparatus.

Снабжение боковых поверхностей гофрированной насадки поперечными гофрами позвол ет увеличить поверхность теплообмена насадки в единице объема и достичь отношени поверхности теплообмена ре- бер насадки к общей площади поверхности теплообмена FP/F0 0,903. Высоту и шаг поперечных гофр выбирают, исход из требуемой термо-и гидродинамической эффективности теплообменника. Например , известно, что дл теплообменника, где процесс протекает с изменением агрегатного состо ни рабочих сред необходимы частые , т.е. малый шаг, и короткие, т.е. мала высота, дополнительные ребра. Увеличение поверхности и теплообмена по сравнению с гладкой насадкой с высотой гофр 12,7 мм и шагом 1,5 мм составит при высоте дополнительных гофр 0,5 мм и шаге 1,0 мм более 40%. При этом отношение поверхности теплообмена ребер к общей площади поверхности теплообмена составит FP/F0 1,26 вместо Fp/Fo 0,903 дл теплообменников ALEX Япони .Supplying lateral surfaces of the corrugated nozzle with transverse corrugations allows to increase the heat exchange surface of the nozzle per unit volume and to achieve the ratio of heat exchange surface of the nozzle to the total surface area of heat exchange FP / F0 0.903. The height and pitch of the transverse corrugations are chosen based on the required thermal and hydrodynamic efficiency of the heat exchanger. For example, it is known that for a heat exchanger, where the process proceeds with a change in the aggregative state of the working media, frequent, i.e. small step, and short, i.e. low height, additional edges. The increase in surface and heat transfer compared to a smooth nozzle with a corrugation height of 12.7 mm and a step of 1.5 mm will amount to an additional corrugation of 0.5 mm and a step of 1.0 mm more than 40%. In this case, the ratio of the heat exchange surface of the fins to the total surface area of the heat exchange will be FP / F0 1.26 instead of Fp / Fo 0.903 for ALEX Japan heat exchangers.

При высоте дополнительных гофр 1,0 мм и шаге 1,5 мм достигают увеличени поверхности на 56%, а отношение FP/F0 1,49. Если прин ть параметры гофр большими , то прирост поверхности теплообмена будет уменьшатьс . При более мелких гофрах прирост поверхности будет увеличиватьс , однако это приводит к определенным технологическим трудност м и, соответственно, увеличению затрат на изготовление.With an additional corrugation height of 1.0 mm and a step of 1.5 mm, the surface increases by 56%, and the FP / F0 ratio is 1.49. If the corrugation parameters are large, the increase in heat exchange surface will decrease. With smaller corrugations, the increase in surface will increase, but this leads to certain technological difficulties and, accordingly, an increase in manufacturing costs.

Увеличение поверхности теплообмена на стороне конденсации способствует уменьшению толщины пленки конденсата и снижению термического сопротивлени теплообмену. В каналах кипени при этом одновременно увеличиваетс число циклов парообразовани . Выбранна треугольна форма дополнительных ребер исключает задержку жидкости на них и застойные зоны, образующиес при конденсации, что также способствует увеличению поверхности, участвующей с теплообмене. Установка пакета в корпусе с наклоном обеспечивает направленный слив конденсата с теплообменной поверхности на стенку плоских листов и так же способствует снижению термического сопротивлени и повышению эффективности . Дл этой цели достаточен наклон в пределах 5°. Дальнейшее увеличение наклона нецелесообразно из-за нарушени гидродинамических условий работы каналов кипени .Increasing the heat exchange surface on the condensation side helps to reduce the thickness of the condensate film and reduce the thermal resistance of heat transfer. In the boiling channels, at the same time, the number of steam generation cycles increases. The selected triangular shape of the additional ribs eliminates fluid retention on them and stagnant zones formed during condensation, which also contributes to an increase in the surface involved in heat exchange. Installing the package in a case with a slope provides directional drainage of condensate from the heat exchange surface to the wall of flat sheets and also contributes to a decrease in thermal resistance and an increase in efficiency. For this purpose, a slope of 5 ° is sufficient. A further increase in the slope is impractical due to the violation of the hydrodynamic conditions of the boiling channels.

Использование предлагаемого решени позволит за счет увеличени поверхности в 1,5 раза повысить эффективность теплообмена более чем на 30%, создать компактные пластинчато-ребристые теплообменники с улучшенными массогабарит- ными характеристиками.The use of the proposed solution will, by increasing the surface by a factor of 1.5, increase the efficiency of heat exchange by more than 30% and create compact plate-fin heat exchangers with improved weight and size characteristics.

Claims

Invention Formula

A heat exchanger containing a package of plates arranged in a housing alternating with nozzles having longitudinal corrugations and installed with the formation of channels for heat exchange media, is also distinguished by the fact that, in order to intensify heat exchange and reduce the mass-dimensional characteristics, on the lateral surfaces of the corrugations the nozzles are additionally made with transverse corrugations of a triangular profile, and the package is installed in a housing with an inclination relative to the vertical axis in a plane perpendicular to the channels of heat exchange media.

eleven

at

fig 2

fig L

fie.Z